一种用于继电保护的动态滤零漂算法

摘要

本发明提供一种用于继电保护的动态滤零漂算法，包括以下步骤：（1）将采样通道输入短接，测量出通道的初始零漂值并固化到保护装置的存储器中；（2）计算采样点数据之和；（3）根据采样点数据之和，求出平均零漂值；（4）计算平均零漂值与初始零漂值之间的零漂变化量；（5）根据递变周期计算出零漂递变步长；（6）根据所述递变周期，递变式调整每个采样点的零漂值。本发明提供的算法，在装置运行过程中自动计算零漂值，消除了实际运行过程中零漂随时间和温度变化而变化带来的误差，提高了保护和计量的精度。

权利要求

1.一种用于继电保护的动态滤零漂算法，其特征在于包括以下步骤：（1）将采样通道输入短接，测量出通道的初始零漂值并固化到保护装置的存储器中；

（2）计算采样点数据之和，具体过程为:计算 个采样点数据之和， ，其中 为单个采样数据， ，为每周期采样点数， 为采样总周期长度除以单个周期长度的倍数且为整数；

（3）根据采样点数据之和，根据以下公式求出平均零漂值：，

其中 为平均零漂值， 为采样点数据之和， 为采样点数量；

（4）通过以下公式计算平均零漂值与初始零漂值之间的零漂变化量：其中 为初始零漂值， 为零漂值变化量；

（5）根据递变周期计算出零漂递变步长，计算公式为：其中 为零漂递变步长， ， 为需要调整的周期数量且为整数；

（6）根 据所 述递 变周 期，递 变式 调整 每个 采样 点的 零漂 值, 使 得。

2.根据权利要求1所述的用于继电保护的动态滤零漂算法，其特征在于还包括以下步骤：（7）定时将调整后的零漂值固化到保护装置的存储器中。

3.根据权利要求1或2所述的用于继电保护的动态滤零漂算法，其特征在于：发生故障时，关闭所述动态滤零漂算法。

说明书

一种用于继电保护的动态滤零漂算法

技术领域

[0001] 本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种在继电保护中动态测量并滤除零漂的算法。

背景技术

[0002] 零漂是零点漂移（Zero drift）的简称，在继电保护中，零漂是指在外加交流为零的情况下，保护装置采样量的大小。它是由于传感器、测量电路、衰减器、放大器、滤波器等器件的温度漂移和时间漂移造成的。

[0003] 运算放大器均是采用直接耦合的方式，而直接耦合式放大电路各级的Q点是相互影响的，由于各级的放大作用，第一级的微弱变化，会使输出级产生很大的变化。当输入短路时，输出将随时间缓慢变化。

[0004] 晶体三极管的参数受温度的影响，也会产生零点漂移。

[0005] 零点发生漂移时会影响计量的精度，也会给保护带来误差。零漂是造成系统误差的主要原因之一，一些快速算法和瞬时值保护算法更容易受到零漂的影响。

[0006] 现有的继电保护装置，一般在装置出厂前测量出零漂，作为一个定值固化在保护装置中。实际运行时，保护装置每次采样时都减去这个固定的零漂值。但是，保护装置的零漂不是一个固定不变的值，它会随着环境温度、运行时间的变化而上下波动，因此导致减去固定零漂值的采样数据与真实数据误差较大，精确度较低。

发明内容

[0007] 本发明提供了一种用于继电保护的动态滤零漂算法，在装置运行过程中自动计算零漂值，消除了实际运行过程中零漂随时间和温度变化而变化带来的误差，提高了保护和计量的精度。

[0008] 为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

[0009] 一种用于继电保护的动态滤零漂算法，包括以下步骤：

[0010] （1）将采样通道输入短接，测量出通道的初始零漂值并固化到保护装置的存储器中；

[0011] （2）计算采样点数据之和；

[0012] （3）根据采样点数据之和，求出平均零漂值；

[0013] （4）计算平均零漂值与初始零漂值之间的零漂变化量；

[0014] （5）根据递变周期计算出零漂递变步长；

[0015] （6）根据所述递变周期，递变调整每个采样点的零漂值。

[0016] 作为一种改进，还包括以下步骤：

[0017] （7）定时将调整后的零漂值固化到保护装置的存储器中。

[0018] 所 述 计 算 采 样 点 数 据 之 和 的 过 程 为： 计 算个采样点数据之和， ，其中 为单个采样数据， ， 为每周期
采样点数， 为采样总周期长度除以单个周期长度的倍数。

[0019] 作为优选方案， 的取值为整数。

[0020] 作为优选方案，所述求出平均零漂值的过程为： ，其中 为平均零漂值。

[0021] 作为优选，所述计算零漂变化量的过程为： ，其中为初始零漂值， 为零漂值变化量。

[0022] 作为优选，所述计算零漂递变步长的过程为： ，其中 为零漂递变步长， ， 为需要调整的周期数量。

[0023] 作为优选， 的取值为整数。

[0024] 作为优选，所述递变式调整每个采样点的零漂值的过程为：调整每个采样点的零漂值，使得 。

[0025] 作为一种改进，发生故障时，关闭所述动态滤零漂算法。

[0026] 动态滤零漂算法简单有效，响应速度快，可靠性高，不受频率变化的影响，有较好的适用性。此外无需硬件开支，克服了硬件测量方法的不足，消除了硬件测频由于器件的因素而引入的误差，提高频率测量的精度。

附图说明

[0027] 图1为本发明提供的动态滤零漂算法流程示意图。

[0028] 图2为本发明提供的算法应用在继电保护装置的保护和测量中的流程示意图。

[0029] 具体实施方法

[0030] 以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明：

[0031] 实施例：

[0032] 如图1所示，通过下述步骤实现动态调整零漂过程：

[0033] （1）将采样通道输入短接，测量出通道的初始零漂值 并固化到保护装置的存储器ROM中，定义初始零漂值 。

[0034] （2）由于在继电保护中测量的是交流信号，该信号在每个周期内的积分值为零，因此在每个周期内信号数据之和即为零漂值之和。计算时取计算周期长度为单个信号周期长度的整数倍，倍数为 ，这样保证了在计算周期内，交流值累加值为零，可以根据计算的精度需要进行设置。设 为一个信号周期内的采样点数，定义，假设零漂值为 ，则在整个计算周期内，计算采样点交流信号数据之和。

[0035] （3）根据采样点数据之和 和采样点数量 ，即可计算出整个计算周期内平均零漂值 。

[0036] （4）计算平均零漂值与初始零漂值之间的零漂变化量: 设 为零漂变化量，计算得出 。

[0037] （5）根据递变周期计算出零漂递变步长：将调整零漂的周期定义为递变周期，由于将在递变周期内逐步调整零漂值，优选取递变周期长度为单个周期长度的整数倍，倍数为 。在 值不变的情况下， 的取值决定了每次调整的幅度和调整的时间， 越大，调整的时间越长，调整的次数也越多，相应的每次调整的幅度越小， 越小，调整的时间越短，每次调整的幅度也相应越大， 可以根据实际操作中对调整幅度和调整时间的不同需求进行设置。设 ，设 为零漂递变步长，即每次调整的幅度，得出。

[0038] （6）根据所述递变周期，递变式调整每个采样点的零漂值：递变式调整零漂的目的是平滑零漂的变化，降低对保护和计量的影响。虽然零漂随时间和温度缓慢变化，但是在计算周期内的变化量很小，经过递变周期的平均，每一次的调整幅度很小，对计算几乎没有影响。本例中，在原零漂值 上按照如下公式累加零漂递变步长：，由以上公
式可见，经过 次调整，每次调整幅度为 ，使得在递变周期结束时，将原内存中设定的零漂值调整为计算出的实际零漂值 。

[0039] （7）优选定时将调整后的零漂值固化到保护装置的存储器中，使得再次气动保护装置时存储器ROM中有新的零漂初始值。定时写入零漂值的频率可以根据需要进行设置。

[0040] 由于在发生故障时波形会产生突变，此时计算周期内的采样数据之和不再只包含零漂值，此时动态滤零漂算法将不再精确，因此故障发生时优选关闭动态滤零漂算法。

[0041] 如图2所示，结合应用上述动态滤零漂算法后，继电保护装置中的保护和测量过程如下：

[0042] 首先，进行保护继电器、采样模块、零漂模块的初始化；

[0043] 其次应用本发明提供的动态滤零漂算法调整零漂；

[0044] 将调整后的新零漂值应用于保护和测量。如果在保护和测量过程中如发生故障，则关闭动态滤零漂算法，使用固化在保护装置中的零漂值进行计算。

[0045] 应用本发明提供的算法，能够在不影响保护和计量的基础上，动态的跟踪装置的零漂，消除零漂随时间和温度变化对系统造成的不利影响。